基于同步休假的三值光学计算机性能与能耗相权衡研究

摘要

三值光学计算机（ternary optical computer, TOC）系统性能与能耗控制的权衡问题一直备受关注。为挖掘TOC在高性能计算中的潜力并满足其能耗管理需求，本研究采用系统响应时间作为衡量系统性能的指标，结合经典M/M/1与M/M/c排队模型，引入同步休假机制，提出面向系统性能与能耗的双向优化方法。围绕在系统性能与能耗之间如何取得平衡这一问题，建立了归一化目标函数，随后采用智能优化算法对目标函数进行求解，通过动态搜寻均分小光学处理器数量与休眠参数，实现了性能与能耗的双向优化。实验结果表明，通过调节均分小光学处理器数量与休眠参数，可以进一步优化系统负载配置，有效降低能耗的同时提升系统性能，从而在系统的性能与能耗之间实现动态平衡。这一研究成果为TOC系统的优化设计提供了新的思路与方法，对于推动TOC技术的实用化进程具有重要意义。

关键词

三值光学计算机 / 排队系统 / 同步休假 / 优化算法 / 双向优化

基金资助

国家自然科学基金（61672006,62302307）; 安徽省高等学校自然科学研究重大项目（2023AH040062）